правила кирхгофа 2. Электрические цепи постоянного тока Задание 1
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
Задание 3 Для заданной трехфазной электрической цепи по заданному линейному напряжению сети, заданным параметрам потребителей (табл. 3.2), и схеме их соединения выполнить следующее: 1) определить фазные и линейные токи, а также ток в нейтральном проводе при его наличии; 2) определить активную, реактивную и полную мощности каждой фазы и всей электрической цепи; 3) построить в масштабе на комплексной плоскости векторную диаграмму токов и напряжений. 
Решение. Схема замещения приведена на рис.3.2. Токи на схеме указаны в соответствии с условно-положительным направлением. Определяем индуктивные и емкостные сопротивления данной схемы:    Комплексные сопротивления приемников:   где   Определим действующее фазное напряжение потребителей  .В комплексной форме действующие фазные напряжения равны В;  ; .Фазные токи потребителей  ; ; .Ток нейтрального провода равен  (Токи перевести из показательной формы в алгебраическую) =(IАcosψA+IВcosψB+IСcosψC)+j(IАsinψА+IВsinψВ+IСsinψС)=   (Векторные диаграммы токов и напряжений приведены на рис. 3.3. Вектора токов проведены приблизительно и не соответствуют расчетам.) Определим активные мощности фаз как PА = UАIАcosφ1= Вт; PВ = UВIВcosφ2= Вт; PС = UСIС= Вт. Активная мощность всей трехфазной цепи P=PА+ PВ+ PС = Реактивные мощности фаз QА = UАIАsinφ1= вар; QВ = UВIВsinφ2= вар; QС = 0. Реактивная мощность всей трехфазной цепи Q = QА + QВ= вар. Полная мощность потребителей  ВА (Векторные диаграммы токов и напряжений, приведенные на рис. 3.3., не соответствуют данным и лишь указывают на характер режима цепи) ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Логические элементы При построении устройств цифровой обработки информации широко используют аппарат формальной логики (алгебры логики). В алгебре логики обычно оперируют фундаментальным понятием "высказывание", под которым понимают какие-либо утверждения. При этом высказывания оценивают только с точки зрения их истинности или ложности без каких-либо промежуточных градаций. Если высказывание соответствует истине, оно имеет значение, равное «1», и если не соответствует, то «0» Поэтому все переменные в алгебре логики принимают только два значения: «0» или «1». В цифровой электронике сигнал на входе и выходе устройства является бинарным. Он может принимать только два значения – логического нуля «0» и логической единицы «1». Значения «0» и «1» являются символическими и не соответствуют числовым значениям напряжения. В полупроводниковых логических элементах представление двух логических переменных может осуществляться двумя способами: потенциальным и импульсным. В первом случае логическим «0» и «1» соответствуют два уровня выходного напряжения элемента, во втором – появление и не появление выходных импульсов в определённые промежутки времени. Логические элементы составляют основу устройств цифровой обработки информационно-вычислительных машин, цифровых измерительных приборов и устройств автоматики. Они выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией, реализуя ту или иную логическую функцию. Любую сложную логическую функцию можно реализовать, используя три типа логических элементов: И, ИЛИ, НЕ. Логический элемент И реализует операцию логического умножения (конъюнкции). Элемент имеет несколько входов и один выход. Сигнал логической единицы «1» будет появляться на выходе такого элемента в случае, если на все входы подан сигнал, соответствующий «1». Для n переменных Х1, Х2…Хn функция логического умножения записывается в следующем виде .Таблица 8.1
Таблица истинности для двух переменных Х1 и Х2 ( ) приведены в табл.8.1, а условное обозначение двухвходового логического элемента И на рис.8.1 соответственно. Логический элемент ИЛИ реализует операцию логического сложения (дизъюнкции). Элемент имеет несколько входов и один выход. Сигнал логической единицы «1» будет появляться на выходе такого элемента в случае, если хотя бы на один вход подан сигнал, соответствующий «1». Для n переменных функция логического сложения имеет следующее аналитическое выражение  .Таблица истинности для логического элемента ИЛИ с двумя входами, реализующего функцию , приведены в табл.8.2, а его условное обозначение на рис.8.2. Таблица 8.2
Логический элемент НЕ реализует операцию логического отрицания (инверсии). Элемент имеет один вход и один выход. Сигнал логической единицы «1» будет появляться на выходе такого элемента в случае, если на вход подан сигнал, соответствующий «0». Операцию инверсии записывают в виде . Этой операции соответствует таблица истинности, приведенная в табл.8.3. Условное обозначение логического элемента НЕ представлено на рис. 8.3.  Таблица 8.3
Операции отрицания (НЕ), логического сложения (ИЛИ) и логического умножения (И) в совокупности образуют полный логический набор, позволяющий реализовать любую другую логическую функцию. Такой набор простейших логических функций называется логическим базисом. Функции И, ИЛИ, НЕ могут быть представлены через другие комбинированные функции, например либо через функцию ИЛИ -НЕ либо И - НЕ. Эти функции являются минимальным логическим базисом. Логическая функция И-НЕ, называемая также функцией Шеффера:  ,как и функция ИЛИ-НЕ, называемая функцией Пирса:  ,обеспечивают реализацию любых других логических функций.  Таблица истинности для логической операции И-НЕ при двух переменных Х1 и Х2 ( ) приведены в табл.8.4, а условное обозначение логического элемента И-НЕ на рис.8.4.Таблица 8.4
Таблица истинности для логического элемента ИЛИ-НЕ с двумя входами, реализующего функцию , приведены в табл.8.5, а его условное обозначение на рис.8.5.  Таблица 8.5
В схемах суммирования двоичных чисел используется логический элемент, который реализует логическую операцию исключающее ИЛИ  В таком элементе выходной сигнал приобретает значение «1», когда только по одному из входов подан сигнал логической единицы «1» Таблица истинности для логического элемента исключающее ИЛИ приведена в табл.8.6, а его условное обозначение на рис.8.6. Логическая операция исключающее ИЛИ тождественна двухместной логической операции сумма по модулю 2 (М2). Эта функция может быть и многоместной, т.е. иметь количество аргументов больше двух.  Таблица 8.6
Логические элементы в зависимости от представления логических переменных подразделяют на три группы: потенциальные, импульсные и потенциально-импульсные. В зависимости от технологии изготовления интегральных микросхем логических элементов микросхемы делятся на серии. Серия микросхем представляет собой совокупность типов схем для выполнения различных функций и совместного применения. Микросхемы, входящие в состав каждой серии, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение, единое напряжение питания, одинаковые уровни сигналов логического 0 и логической 1. Все это делает микросхемы одной серии совместимыми. Наибольшее применение нашли серии логических интегральных микросхем изготовленных по технологиям транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ), комплементарной МОП логики (КМОП), интегральной инжекционной логики (И2Л).  Основой каждой серии цифровых микросхем является базовый логический элемент. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции либо И-НЕ либо ИЛИ-НЕ.На рис. 8.7 показана схема базового логического элемента ТТЛ 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1. Для логических элементов транзисторно-транзисторной логики напряжение логического нуля 0 - 0,4 В, напряжение логической единицы 2,4 - 5 В. На входе элемента включен многоэмиттерный транзистор VТ1. Если на все его эмиттеры (входы Х1 и Х2) подать напряжения высокого уровня – логической единицы, то эмиттерный переход транзистора окажется закрытым. В этом случае транзисторы VТ2, VТ4 будут открыты токами базы, протекающими по цепи: + источника, резистор R1, переход база-коллектор VТ1, база-эмиттер VТ2, база-эмиттер VТ4, минус источника. Транзистор VТ3 в этом случае закрыт, т.к. потенциал коллектора транзистора VT2 примерно 0,9В.. Резистор R3, транзистор VТ3, диод VД1, транзистор VТ4 образуют делитель напряжения, верхнее плечо которого (резистор R3, переход коллектор-эмиттер транзистора VТ3, диод VД1) имеет высокое сопротивление, а нижнее плечо делителя (выводы коллектор-эмиттер VТ4) – низкое. Потому выходное напряжение, снимаемое с нижнего плеча (выход Y), соответствует логическому нулю. Если же хоть на один из входов элемента Х1 или Х2 подать напряжение низкого уровня, то эмиттерный переход транзистора VТ1 откроется, а транзисторы VТ2 и VТ4 будут закрыты. Транзистор VТЗ откроется за счет тока, протекающего через резистор R2, и войдет в режим насыщения. Высокому сопротивлению коллекторно-эмиттерного перехода транзистора VТ4, будет соответствовать напряжение высокого уровня (Y=1). В более поздних сериях интегральных микросхем, выполненных по технологии ТТЛ, применялись диоды Шоттки для исключения насыщения многоэмиттерного транзистора (ТТЛш). |
